JPH077651B2

JPH077651B2 - 電子顕微鏡の真空排気装置

Info

Publication number: JPH077651B2
Application number: JP60170290A
Authority: JP
Inventors: 恭一宮内; 守起窪添
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-08-01
Filing date: 1985-08-01
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPS6231929A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は電子顕微鏡等における真空排気装置に係り、特
に電子銃室又は鏡体を大気圧状態にした場合に、それら
を再び所定の真空状態に戻すのに好適な電子顕微鏡にお
ける真空排気装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の装置は、実公昭50−18442号公報及び第３図に示
すように、電子銃室の粗引排気及び高真空排気系に於い
て、何らかの理由で鏡体の真空を破り電子銃室と鏡体を
機械的に分離したい場合、電子銃室及び鏡体両方の真空
を必ず破らなければならない排気機構となっている為、
真空度が10^-8〜10^-9Torrに保られている電子銃の真空を
破る為非効率的であった。そして大気圧状態から目的と
する真空状態へと戻す場合にも、真空状態に移行させる
ための手順に時間がかかってしまっていたため、電子銃
室または鏡体の高電圧印加条件を著しく損ない、フィラ
メントの寿命が短くなる等の大きな欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は電子顕微鏡における真空排気装置におい
て、電子銃室又は鏡体の一方を大気圧下に置いた場合に
おいても、他方の部分を最適な真空状態に保持せしめる
と共に、再び接合させた時には、大気圧下に置かれた部
分をなるべく早く所定の真空状態に移行できるようにす
ることを可能にした電子顕微鏡の真空排気装置を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

近年電子顕微鏡に於いても超高真空が要求される中で従
来の真空排気機構では鏡体側に問題があり、この鏡体の
真空を破りメンテナンスを行う場合その作業時間中は電
子銃室をも大気に曝されていることとなる。これ等の時
間は往々にして４〜５時間以上必要とする場合が多く、
以上のように長時間電子銃室及び加速管を大気に曝すと
電子銃室及び加速管内にガス吸着し元の真空度に戻るに
は１日24時間以内排気が必要であり、非能率的である。
一方真空に対する影響のみならず電子銃及び加速管に対
しても大気に曝す時間とその回数が多ければ多い程高電
圧の印加条件がその毎変化悪化させ、装置の安定な使用
に相反する条件を与え高電放電の原因にもなる。

このため本発明では、電子銃室と該電子銃室を超高真空
たらしめる超高真空ポンプと、前記電子銃室と分離接続
可能な鏡体と、該鏡体および前記電子銃室を高真空たら
しめる高真空ポンプと、前記鏡体および前記電子銃室を
低真空たらしめる低真空ポンプとを備えた電子顕微鏡の
真空排気装置において、前記電子銃室から前記高真空ポ
ンプ及び低真空ポンプへ通じる排気路上に第１のバルブ
を設けた第１の排気管と、該第１の排気管から前記高真
空ポンプへ通じる排気路上に第２のバルブを設けた第２
の排気管と、前記第1,第２のバルブで囲まれた空間に接
続し前記低真空ポンプへ通じる排気路上に第３のバルブ
を設けた第３の排気管と、前記第1,第2,第３のバルブで
囲まれた排気路上に位置し、前記第１のバルブを有する
第１の排気管と、前記第2,第３のバルブが接続された前
記第2,第３の排気管を一体として分離する排気管分離手
段と、前記電子銃室，前記超高真空ポンプ及び前記第１
の排気管を一体として、前記鏡体及び前記第2,第３の排
気管とを分離たらしめる可動手段を設け、前記超高真空
ポンプは前記電子銃室を真空にして前記鏡体と分離する
とき常時排気動作を行うことを特徴としたものである。

このため本発明の電子顕微鏡の真空排気装置において
は、電子銃室または鏡体の片方を任意に大気圧下に置く
ことが可能になり、そして、これらの状態においても他
方を最適な真空状態に保ち続けることが可能になる。さ
らに、大気圧下に置かれた電子銃室または鏡体を再び接
合させるときには、なるべく早く所定の真空状態に移行
できるようにすることを可能にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明す
る。１は電子線を発生し、高電圧が印加され電子線を加
速する電子銃室である。従って非常に高い安定度が要求
され加速電圧に対して１×10^-6/min以下の安定度であ
る。２は集束レンズ、３は試料室、4,5は結像レンズ
系、６は観察室、７はカメラ室であり、以上で電子顕微
鏡本体を構成している。

8a,b,c,dは電子銃室，鏡体，観察室，カメラ室、各々の
部分を真空粗引する場合に使用される各々独立したバル
ブである。9a,b,c,dは前記同一部分を各々エアーリーク
する為のバルブである。10a,b,cは低真空ポンプ17a,b,c
が始動と同時に閉じ、停止時には該ポンプ内にエアーリ
ークする為のバルブである。11a,bはストップバルブで
低真空ポンプ17a,b,cが始動し、該ポンプ17a,b,cのスト
ップバルブ間が真空〜１×10^-1Torr位になった時点で開
きそれから先の真空排気シーケンスが始まる。12a,b,,
c,dは鏡体，カメラ室，観察室，電子銃室に対する各々
の主バルブで、前記各々の部分をエアーリークする場合
は閉じ、高真空に排気する場合は開き各々独立した動作
を行う。

13a,bは電子銃室１の高真空粗引時に使用し、又13bは本
発明の電子銃室１を鏡体と切り離した時閉じ電子銃を高
真空排気状態のまま保つことができるバルブである。本
発明の実装効果を第２図に示す。ここで電子銃室１の真
空排気について順次説明すると、電子銃室１が大気圧の
状態から排気する場合は、通常電子銃室１以外は高真空
排気状態にある。また、低真空粗引バルブ8a,主バルブ1
3aの電子銃高真空粗引バルブ12d及び電子銃室１と鏡体
のセパレートバルブ15aが閉じていて、エアーリークバ
ルブ9aとバルブ13bは開いた状態になっている。排気が
始まると同時にリークバルブ9aが閉じて粗引バルブ8dが
開き、電子銃室１を主排気管18からバルブ13b,排気管2
2,排気管19,バルブ8a,排気管20を通じて低真空ポンプ17
cにより真空〜１×10^-2Torrまで排気し、バルブ8aを閉
じ電子銃高真空排気バルブ13aを開き排気管22を通じて
高真空ポンプ16aにより10^-6〜10^-7Torr位まで排気す
る。この時バルブ12aを開いた状態で鏡体と同時に排気
しても、又閉じてポンプ16aにより電子銃室１のみ排気
してもよい。

次にバルブ13a,bを閉じバルブ12dを開いて、電子銃専用
超高真空ポンプ16c（イオンポンプ）にて排気すること
で、10^-8Torr以下の超高真空が得られる。

次に鏡体の真空を大気圧にする場合は、通常、観察室６
及びカメラ室７を同時に大気圧にする。この時バルブ12
a,2b,cが閉じリークバルブ9b,c,dを開いて大気圧にす
る。この状態で鏡体の試料室３近傍及び結像レンズ系4,
5等の保守調整を行うとき、電子顕微鏡に組込まれたリ
フター21（第２図参照）により、往々にして試料室３か
ら上を電子銃室１と共に切り離し持ち上げられる。この
時バルブ15a及びバルブ13bを閉じた状態で排管の機械的
分離部14a,bで切り離され、電子銃室1,焦束レンズ2,試
料室3,バルブ12d,13b,15aが一緒に結像レンズ４の上部
より持ち上げられる。従ってこの時、電子銃室１は超高
真空ポンプ16cにより高真空排気状態に保ち高電圧印加
部分を大気にさらすことなく、結像レンズ系4,5の保守
調整を行うことができる為、電子顕微鏡の中で最も大気
のガス吸着により安定性を損なう部分を保護し、常に安
定な電子線が得られる極めて有効な方法である。

また、この部分の排気系統してバルブ12dはポンプ16cの
真空排気抵抗を大きくする為使用しない場合も多い。

〔発明の効果〕

本発明によれば電子銃室を鏡体と切り離すとき、加速管
の下部に設けてある電子銃室と鏡体のセパレートバルブ
15aを閉じ、また電子銃室に粗引吸引を行うための排気
管18を接続し、この排気管に鏡体側，電子銃室側のバル
ブを設けてあるので、電子銃室をイオンポンプにより超
高真空に排気状態のまま鏡体の真空を破り、機械的に切
り離してリフター等により持ち上げることにより、鏡体
側のメンテナンスを行えることを可能にし、また電子銃
室のメンテナンスを行う場合には、鏡体側のバルブを閉
じて鏡体側を高真空に排気状態のまま電子銃室のみを大
気圧下に置くことが可能になる。

また、本発明によれば鏡体側，電子銃室側のバルブによ
り閉じられた排気管部分に、低真空排気ポンプへと通じ
る排気管を設けているので、電子銃室または鏡体を大気
圧にした場合は、これらの大気圧状態となった部分と、
分離により必ず大気圧状態となる排気管の接合部分とを
一体として吸引することが可能になるので、再び接合さ
せた時にはこれら大気圧下に置かれた部分を、なるべく
早く目的とする真空状態に移行させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の真空排気系統図、第２図は
本発明の一実施例としての実装説明図、第３図は従来例
の真空排気系統図である。１…電子銃室、２…集束レンズ、３…試料室、4,5…結
像レンズ、６…観察室、７…カメラ室、8a,b,c,d…粗引
バルブ、9a,b,c,d…エアーリールバルブ、10a,b,c…ポ
ンプリークバルブ、11a,b…ストップバルブ、12a,b,c,d
…主バルブ、13a,b…電子待高真空ポンプ粗引バルブ、1
4a,b…排管切り離し部、15a,b,c…セパレートバルブ、1
6a,b,c…超高真空ポンプ、17a,b,c…低真空ポンプ、18
…電子銃主排気管、19…電子銃粗引排気管、20…粗引排
管、21…リフター、22…電子銃高真空粗引排気管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子銃室（１）と、該電子銃室（１）を排
気路を介して超高真空たらしめる超高真空ポンプ（16
c）と、前記電子銃室（１）と分離接続可能な鏡体と、
該鏡体および前記電子銃室（１）を高真空たらしめる高
真空ポンプ（16a）と、前記鏡体および前記電子銃室
（１）を低真空たらしめる低真空ポンプ（17c）とを備
えた電子顕微鏡の真空排気装置において、前記電子銃室
（１）から前記高真空ポンプ（16a）及び低真空ポンプ
（17c）へ通じる通気路上に第１のバルブ（13b）を設け
た第１の排気管（18）と、該第１の排気管（18）から前
記高真空ポンプ（16a）へ通じる排気路上に第２のバル
ブ（13b）を設けた第２の排気管（22）と、前記第１の
バルブ（13b）と第２のバルブ（13a）との間の排気管
（22）に接続され、前記低真空ポンプ（17c）へ通じる
排気路上に第３のバルブ（8a）を設けた第３の排気管
（19）と、前記第２のバルブ（13a）と前記高真空ポン
プ（16a）との間の排気管から前記鏡体へ通じる排気管
上に第４のバルブ（12a）を設け、かつこの第４のバル
ブ（12a）と前記鏡体との間を分離する第１の排気管分
離手段（14b）と、前記電子銃室（１）と前記超高真空
ポンプ（16c）及び前記第１の排気管（18）を一体とし
て、前記第2,第３の排気管（22,19）と分離たらしめる
ために前記排気管（22）上に設けられた排気管分離手段
（14a）と、前記電子銃室（１）を真空にして前記鏡体
から分離するとき、前記超高真空ポンプ（16c）を排気
作動状態に維持する手段とを備えたことを特徴とする電
子顕微鏡の真空排気装置。